JPH02501110A - Bioreactors and their uses - Google Patents

Bioreactors and their uses

Info

Publication number
JPH02501110A
JPH02501110A JP63500083A JP50008388A JPH02501110A JP H02501110 A JPH02501110 A JP H02501110A JP 63500083 A JP63500083 A JP 63500083A JP 50008388 A JP50008388 A JP 50008388A JP H02501110 A JPH02501110 A JP H02501110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
liquid
membrane
transfer membrane
bioreactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP63500083A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ベルハウス ブライアン ジョン
ノウルズ クリストファー ジェイ
ワット ジャーミー マイケル
Original Assignee
ベルハウス テクノロジー リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ベルハウス テクノロジー リミテッド filed Critical ベルハウス テクノロジー リミテッド
Publication of JPH02501110A publication Critical patent/JPH02501110A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/65Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms the materials to be mixed being directly submitted to a pulsating movement, e.g. by means of an oscillating piston or air column
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M23/00Constructional details, e.g. recesses, hinges
    • C12M23/34Internal compartments or partitions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/04Filters; Permeable or porous membranes or plates, e.g. dialysis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M29/00Means for introduction, extraction or recirculation of materials, e.g. pumps
    • C12M29/12Pulsatile flow
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/18Use of gases
    • B01D2321/185Aeration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2321/00Details relating to membrane cleaning, regeneration, sterilization or to the prevention of fouling
    • B01D2321/20By influencing the flow
    • B01D2321/2066Pulsated flow

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 バイオリアクターおよびその 法 従来のバイオリアクターは、大型の容器から構成されており、微生物細胞、植物 細胞、動物細胞の混合物、または細胞の断片あるいは酵素、栄養素またはその他 の反応体がいっばいに入っており、酸素あるいは二酸化炭素といった流加気体が 必要に応じて入れられる。二酸化炭素のような生成気体は、必要に応じて吹き払 われる。タンクは、機械的に撹拌するか、あるいは流加気体を注入して撹拌する 。このようなバイオリアクターは、バッチ式(回分式)、あるいは連続運転式の どちらであってもよいのだが、体積効率が比較的低(、しかも、生産が工業規模 である場合、広いスペースを通常必要とする。特に植物や動物の細胞は非常に繊 細なので、混合に用いられる撹拌あるいは気体の注入により細胞が破壊される可 能性もある。しかしながら、培養時間あるいは反応時間を最小化するためには、 流加気体が十分であり、かつリアクター内の他の構成要素を気体が素早く完全に 混合することが重要となる。[Detailed description of the invention] Bioreactor and its method Traditional bioreactors consist of large containers that contain microbial cells, plant cells, mixtures of animal cells, or fragments of cells or enzymes, nutrients or other reactants are present at the same time, and a fed-batch gas such as oxygen or carbon dioxide is Can be included as needed. Produced gases such as carbon dioxide can be blown away as necessary. be exposed. Tanks can be stirred mechanically or by injecting fed-batch gas. . Such bioreactors can be either batch or continuous. Either one is fine, but the volumetric efficiency is relatively low (and the production is on an industrial scale). If so, a large amount of space is usually required. In particular, plant and animal cells are extremely delicate. Because the cells are so fine, the agitation used for mixing or the injection of gas may destroy the cells. There is also potential. However, in order to minimize the incubation time or reaction time, The fed-batch gas is sufficient and the gas quickly and completely drains the other components in the reactor. Mixing is important.

本発明の第一局面に従って、培養の手法において、あるいは反応において細胞ま たは細胞の断片あるいは酵素を活用するうえで、それらの生物材は、疎水性(い わゆる非湿潤性)気体転移膜により第2室から分離した第1室内に位置するが、 この気体転移膜は第1室に空洞の反復性整列という形をとって現われる。生物材 が浸される液状媒体は、液体が空洞内に渦巻状になるように、空洞の整列に沿っ て第1室では(動される。培養または反応を促進する気体が第2室から膜組織を 通って液状媒体の中へ通過する。In accordance with the first aspect of the present invention, cells or When utilizing biomaterials, cell fragments, or enzymes, these biological materials are hydrophobic. located in the first chamber separated from the second chamber by a gas transfer membrane (so-called non-wetting), This gas transfer membrane appears in the first chamber in the form of a repeating array of cavities. biological material The liquid medium in which the liquid is immersed is placed along the alignment of the cavity so that the liquid spirals into the cavity. The gas that promotes the culture or reaction passes through the membrane tissue from the second chamber. and into the liquid medium.

渦巻混合を用いると、気体転移を高率に促進し、低いせん断応力で第1室におい てすぐれた混合力を発揮するので、生物材を静かに取り扱うことができ、膜組織 のよごれが少なくなる。その結果、実験室、試験工場、あるいは工業規模で用い た場合に、引き続きリアクターを小型化し、コストを削減しながら、しかも高い 体積効果、言い替えるとりアクタ−の体積で割った製品の産出量を高くすること が期待できる。Using vortex mixing promotes a high rate of gas transition and allows the gas to flow in the first chamber with low shear stress. Because it exhibits excellent mixing power, biological materials can be handled quietly and the membrane structure There will be less dirt. As a result, it can be used in laboratories, test factories or on an industrial scale. Continue to miniaturize reactors to reduce costs and reduce costs Volume effect, in other words, increasing the output of the product divided by the volume of the actor can be expected.

培養または反応はしばしば、老廃ガスを出すが、この気体は膜組織を通って液状 媒体から第2室へ通り抜けることができる。Cultures or reactions often give off waste gases that are passed through membranes into liquid form. It is possible to pass from the medium to the second chamber.

第2室は、適当な濃度の関連するガスを含み、膜組織中に必要な気体転移を引き 起こす。ガスはそれぞれ、気体、溶解、あるいは担体であってもよく、例えば、 酸素の場合、週フッ素(perfluoro)化合物がある。The second chamber contains the relevant gases at appropriate concentrations to induce the necessary gas transitions in the membrane structure. wake up Each gas may be gaseous, dissolved, or carrier, e.g. In the case of oxygen, there are perfluoro compounds.

培養または反応は、バッチ式と連続操作式のどちらでもよい。連続運転する場合 、培養または反応の間に消費される、必要なすべての栄養素あるいは反応体を、 第1室内の液状媒体に供給する必要がある。The culture or reaction may be carried out either batchwise or continuously. When operating continuously , all necessary nutrients or reactants consumed during the cultivation or reaction, It is necessary to feed the liquid medium in the first chamber.

生物材は、第1室内で浮動していてもよ(、室内や、多孔性あるいはそこを通る 液状媒体の浸透を許すようなその他の形状の膜組織または第1室の他の壁の裏に 浮遊するビードその他の固体といった、第1室内の支持物の上に固定してもよい 。The biological material may be floating within the first chamber (in the chamber, porous or passing through it). Any other form of membranous tissue or behind the other walls of the first chamber that allows the penetration of liquid media. May be fixed on a support within the first chamber, such as a floating bead or other solid body .

はく動の流れは、逆流であることが望ましく、できれば第1室を通る平均の流れ を伴い、例えば第1室の反対側の端で異なる位相で動作する、隔壁、ローラー、 あるいはその他のポンプ作動により供給される。The flow of the exfoliation should preferably be countercurrent, preferably the average flow through the first chamber. with partition walls, rollers, operating in different phases, e.g. at opposite ends of the first chamber. or supplied by other pump operations.

空洞は、−列の横に並んだ溝やディンプル(小さい(ぼみ)であってもよく、そ れらの空洞かは(動の流れと対応して空洞の中に渦巻な作るという方法は、GB −A−1442754,GB−1−2042926,EP−A−0111423 に詳しく述べられている。又それらの仕様で述べられている装置は、新方法にお いて使用されるバイオリアクターとしてすぐに適応することができろ。The cavity may be a groove or dimple (small (indentation)) lined up next to the row; What are these cavities? -A-1442754, GB-1-2042926, EP-A-0111423 is described in detail. Also, the equipment described in those specifications is not compatible with the new method. It can be quickly adapted to be used as a bioreactor.

それゆえ、本発明の第二局面に従って、本発明の第一局面に従った新方法を実行 するためのバイオリアクターは、空洞の反復性整列を第1室に与えるように形成 されている疎水性気体転移膜により第2室から隔離された第1室、細胞または細 胞の断片や酵素からなる生物材またはそのような生物材を固定化するような第1 室内に置かれている手段、空洞内で液体が渦巻を形成するように空洞の整列に沿 って第1室において液状媒体をはく動で送る手段、気体あるいはその前駆物質を 第2室に送り込む手段から構成される。Therefore, according to the second aspect of the invention, a new method according to the first aspect of the invention is carried out. The bioreactor is configured to provide the first chamber with a repeatable alignment of cavities. The first chamber, separated from the second chamber by a hydrophobic gas transfer membrane, contains cells or cells. A biological material consisting of fragments of cells, enzymes, or a first material that immobilizes such biological material. Means placed within the chamber, along the alignment of the cavity so that the liquid forms a swirl within the cavity. means for pumping the liquid medium, gas or its precursor in the first chamber. It consists of means for feeding into the second chamber.

渦巻混合の長所は、生物材および製品の浄化、濃縮、および/または分離に拡張 することができることにある。従って、本発明の第三局面に従って、例えば第1 室からの、細胞または細胞の断片や酵素からなる生物材の培養の結果、あるいは それらの反応で用いた結果できた液状媒体は、第3室内の液体を処理することに よりろ過されるが、第3室は第1室と共通であるか、これと一連であってもよく 、第3室は、空洞の反復性整列を第3室に与えるように形成されている親水性( いわゆる湿潤性)気体転移膜により第4室から隔離されている。空洞内で液体が 渦巻を形成するように空洞の整列に沿って第3室で液体をはく動で送り、これに より、液体の一つまたはそれ以上の構成要素は、液体転移膜を通ってろ過される 。Advantages of vortex mixing extend to clarification, concentration, and/or separation of biological materials and products It lies in what you can do. Therefore, according to the third aspect of the invention, e.g. the result of culturing biological material consisting of cells or cell fragments and enzymes from a chamber; or The liquid medium created as a result of those reactions is used to treat the liquid in the third chamber. Although more filtered, the third chamber may be common to the first chamber or may be in series with it. , the third chamber is hydrophilic ( It is separated from the fourth chamber by a so-called wettable gas transfer membrane. liquid inside the cavity The liquid is pumped in the third chamber along the alignment of the cavities to form a vortex, and one or more components of the liquid are filtered through the liquid transfer membrane .

この時、対応するバイオリアクターは、本発明の第二局面に従ったりアクタ−を 含むが、第1室を第2室から隔離する疎水性気体転移膜と、第1室または第1室 との連絡をはさむことのできる第3室を第4室から隔離する親水性液体転移膜の 両方を有する。In this case, the corresponding bioreactor may be a bioreactor according to the second aspect of the invention or an actor. a hydrophobic gas transfer membrane separating the first chamber from the second chamber; A hydrophilic liquid transfer membrane that separates the third chamber from the fourth chamber, which can communicate with the have both.

本発明に従って建造されたバイオリアクターの例を数例と、それらの使用法が、 添付した図に以下のように説明されている。Some examples of bioreactors constructed in accordance with the present invention and their uses are listed below. The attached figure explains as follows.

図1は、一台のりアクタ−の概略透視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view of one glue actor.

図2は、図1の線■−■に対応する断面である。FIG. 2 is a cross section corresponding to the line ■-■ in FIG.

図3は、図1の線m−正に対応する断面である。FIG. 3 is a cross section corresponding to line m-positive in FIG.

図4は、図1の線IV −rVに対応する断面である。FIG. 4 is a cross section corresponding to line IV-rV in FIG.

図5は、リアクターの一枚の板の表面を横から見た図面である。FIG. 5 is a side view of the surface of one plate of the reactor.

図6と図7は、リアクターの二枚の板を通る断面で、二枚の板の間の二枚の膜組 織に近接して並べたもので、それぞれ図5の43 Vl −Vlおよび■−■に 対応する断面である。Figures 6 and 7 are cross-sections through the two plates of the reactor, showing the two membrane sets between the two plates. They are arranged close to the fabric, and are shown at 43 Vl-Vl and ■-■ in Figure 5, respectively. This is the corresponding cross section.

図8〜図11には、図1〜図7のりアクタ−のさまざまな使用法が示されている 。8-11 illustrate various uses of the glue actors of FIGS. 1-7. .

図12〜図17は、さまざまな反応に伴ったグラフである。12 to 17 are graphs accompanying various reactions.

図1に示されているように、リアクター13は、直立壁14に差し向いで支えら れ、反対側の同様の側板15および同様の一対の端板16と17から構成されて いる。側板15は矩形で細長く、これらの板の向かい合う隣接した板の側面を表 している。側板15の側面を表す2つの表面の間には、一対の膜組織18が位置 している。側板15の長い方の辺に沿って、各板をまとめる締め付はボルト19 、および側板15の溝にはめるようになっている、膜組織18と境を接する、一 対のシーリング・ビード20により、膜組織18が互いに密封され、更に側板1 5に密封される。従って、膜組織18の間に、中央−送室22が形成され、各膜 組織19と、隣接する板15の隣接する側面を表わす表面との間に、外側二次室 23が形成される。板15の長い方の辺の所々で、側面を表している表面は、横 に並んだ水路24により交差されており、膜組織と板15の側面を表わす面との 間の二次室23の完全な潅激を確実化する。As shown in FIG. 1, the reactor 13 is supported against an upright wall 14. and is comprised of a similar side plate 15 on the opposite side and a pair of similar end plates 16 and 17. There is. The side plates 15 are rectangular and elongated, and represent the sides of the adjacent plates facing each other. are doing. A pair of membrane structures 18 are located between the two surfaces representing the side surfaces of the side plate 15. are doing. Along the long side of the side plate 15, tighten the bolts 19 to hold each plate together. , and one side bordering the membrane structure 18 and adapted to fit into the groove of the side plate 15. Pairs of sealing beads 20 seal the membrane structure 18 to each other and further seal the side plate 1 5 sealed. Thus, between the membrane structures 18 a center-feeding chamber 22 is formed and each membrane Between the tissue 19 and the surface representing the adjacent side of the adjacent plate 15, an outer secondary chamber is formed. 23 is formed. In places on the long side of the plate 15, the surface representing the side surface is It is intersected by water channels 24 lined up, and the membrane structure and the surface representing the side surface of the plate 15 are intersected. ensuring complete agitation of the secondary chamber 23 between.

板15の両端で、2枚の板16および17は、ボルト25により板15に固定さ れ、膜組織18の端は、板15の端と端板16の間にクランプで締められる。板 16と隣接する板17の各々の間にクランプで締められているのは、可どう性隔 壁27の外に向かって延びているフランジ26である。−送室22の隣接する端 と連絡するマニホルド28は、板16の開かれた内部の中に形成され、これらの マニホルド28の各々は、穿孔21を介して、外部ニップルおよびホース29と 29′に接続される。隔壁27は、板17内のそれぞれの開口部に収容されてお り、ボード14の伸長スロット32と32′を介して動作するアーム31と31 ′により要素33の両端に運ばれる、各々のブツシャ−30と30′により作動 する。この要素は、クランク36を介して動作するモーター35により、リニア ・ベアリング34において反復性となっている。要素33が往復運動するに従い 、液体が一送室22内で縦横に流される。At both ends of plate 15, two plates 16 and 17 are fixed to plate 15 by bolts 25. The end of the membrane 18 is then clamped between the end of the plate 15 and the end plate 16. board Clamped between each of the adjacent plates 16 and 17 is a flexible spacing. A flange 26 extends outward from the wall 27. - adjacent ends of the feed chamber 22; A manifold 28 is formed within the open interior of plate 16 and communicates with these Each of the manifolds 28 is connected via a bore 21 to an external nipple and hose 29. 29'. The partition walls 27 are housed in respective openings in the plate 17. arms 31 and 31 which operate through extension slots 32 and 32' in board 14. actuated by respective pushers 30 and 30' carried by the ends of element 33 by do. This element is operated in a linear manner by a motor 35 operated via a crank 36. - It is repeatable in the bearing 34. As element 33 reciprocates, , the liquid is flowed horizontally and vertically within the feeding chamber 22.

ただし、室22を流れる平均流が必要とされる場合、ブツシャ−30のストロー クは、ブツシャ−30′のそれよりも長(板17に拡張され、その結果、−次コ ンジット22内の反復流に重ね合わさった構成要素ができ、入口ホース29から 出口ホース29′に純平均流を作り出す。However, if an average flow through the chamber 22 is required, the straw of the busher 30 is longer than that of the buttress 30' (extended to plate 17, so that - The repeating flow within the conduit 22 creates a superimposed component, and from the inlet hose 29. Creates a net average flow in the outlet hose 29'.

板15の両端では、二次室23の各々と水路24の一つが、各々の板の穿孔38 を介して、それぞれの板内のボート37を通って液管およびホース39と39′  と連結する。At each end of the plate 15, each of the secondary chambers 23 and one of the channels 24 are connected to a perforation 38 in each plate. via which fluid lines and hoses 39 and 39' are routed through boats 37 in each plate. Connect with.

図2.3.4で示されているように、更に図5゜6.7の拡大図によりはっきり と示されているように、各々の板15の側面を表す面には、大体半球状の陥凹部 40のぎっしりつまった整列がある。これは、板の長い方の辺に平行に延びる列 となるように配置され、各列の陥凹部は隣接する列の陥凹部間で半ばまでオフセ ットとなっており、緊密な間を作っている。各列の隣接する陥凹は、溝41によ り相互に連結される。膜組織18は各々、膜組織が板の間に集まる場合、図6と 7に示すように、ディンプル42は陥凹部に入れ千秋に重なるように、最大直径 および中心で板の陥凹部に対応して、−列のディンプル42で前もって形成され る。このように、−送室22は、膜組織18の間に継続的な間隔で形成され、二 次室23は、ディンプルの底と、溝41と共に、対応する陥凹部の底の間の間隔 により形成される。典型的なものとして、陥凹部40とディンプル42の最大直 径は1.5mm 、ディンプルの最大深さは0.5mm、陥凹部は最大深さ1m mである。溝41の幅は0.5mm 、深さは陥凹部の深さと同じで、つまり1 mmである。溝41を交差する水路24は、最高3つまたは4つの要因により、 より深くなっている。この手段がリアクターにどのように関連するかを正しく評 価するために、板15の各々は、大体、長さ150non 、幅100mmとし ている。As shown in Figure 2.3.4, it is further clearly shown in the enlarged view of Figure 5゜6.7. As shown, each plate 15 has a roughly hemispherical recess on its side surface. There are 40 tightly packed alignments. This is a row that runs parallel to the long side of the board. The recesses in each row are offset halfway between the recesses in adjacent rows. They are very close to each other, creating a close relationship. Adjacent recesses in each row are formed by grooves 41. are interconnected. The membrane tissue 18 is shown in FIG. 6 and when the membrane tissue gathers between the plates. As shown in Fig. 7, the dimple 42 should be placed in the recessed area and the maximum diameter should be adjusted so that it overlaps with the chiaki. and preformed with a - row of dimples 42 corresponding to the recess of the plate in the center. Ru. Thus, - the delivery chambers 22 are formed at continuous intervals between the membrane tissue 18 and the two The next chamber 23 is the space between the bottom of the dimple and, together with the groove 41, the bottom of the corresponding recess. formed by. Typically, the maximum straightness of the recess 40 and dimple 42 is The diameter is 1.5mm, the maximum depth of the dimple is 0.5mm, and the maximum depth of the recess is 1m. It is m. The width of the groove 41 is 0.5 mm, and the depth is the same as the depth of the recess, that is, 1 mm. It is mm. The waterway 24 intersecting the groove 41 is affected by up to three or four factors: It's getting deeper. Correctly evaluate how this measure relates to the reactor. For purposes of illustration, each of the plates 15 has a length of approximately 150 mm and a width of 100 mm. ing.

中央室22内の液体が、位相の異なるブツシャ−30の動きにより、マニホルド 28間を縦横に流れる場合、液体内の渦巻がディンプル42にできる。このこと により、より大量の液体が膜組織と密な接触をもつようになり、これにより、気 体その他の物質の膜組織から液体または液体から膜組織への転移が高められる。The liquid in the central chamber 22 is moved to the manifold by the movement of the pushers 30 having different phases. When the liquid flows horizontally and vertically between the dimples 42, swirls in the liquid form in the dimples 42. this thing This allows a larger volume of liquid to be in intimate contact with the membrane tissue, which allows the gas to Membrane-to-liquid or liquid-to-membrane transitions of the body or other substances are enhanced.

図8〜10には、図1〜7に示されているりアクタ−のさまざまな使用法が示さ れている。従って、図8は、リアクターのひとつを用いているモジュール13、 つまり単段リアクター、を表しており、大事な箇所のみ番号をふっである。中央 室22は、細胞または細胞の断片や酵素からなる生物材を含んでいる。生物材は 、この室内で浮動していてもよく、又多孔性あるいはそこを通る液状媒体の浸透 を許すようなその他の形状であったり、あるいは例えばビードの上あるいは中に 浮遊するような、できれば膜組織18Aの少な(ともどちらかに裏として室内に 配置されている、支持物の上で固定してもよい。中央室22を外室23から隔離 している膜組織18Aは、疎水性気体転移膜である。これらは、セルガード(C elguard)の名前で売られ、室22に面しているディンプルの付いたもの のように、孔の大きさがほぼ0.02μのポリプロピレン製でもよい。ブツシャ −30により動作する隔壁ポンプは、ディンプル内の生物材の中に渦巻ができる ようにし、気体転移を生物材と共に膜組織を通して推進させ、生物材を室22に 沿って往復運動させる。Figures 8-10 illustrate various uses of the actors shown in Figures 1-7. It is. Accordingly, FIG. 8 shows a module 13 using one of the reactors, In other words, it represents a single-stage reactor, and only important parts are numbered. center Chamber 22 contains biological material consisting of cells or cell fragments and enzymes. Biological material is , may be floating within this chamber, and may also be porous or permeable through the liquid medium. may be of any other shape to permit Floating, preferably with a small amount of membrane structure 18A (indoors with either side on the back) It may be fixed on a support placed on it. Isolating the central chamber 22 from the outer chamber 23 The membrane structure 18A is a hydrophobic gas transfer membrane. These are Celgard (C elguard) and has dimples facing chamber 22. It may also be made of polypropylene with a pore size of approximately 0.02μ, as shown in FIG. Butsusha A bulkhead pump operated by -30 creates a vortex in the biological material within the dimple. so as to propel the gaseous transfer through the membrane with the biological material and bring the biological material into the chamber 22. Make a reciprocating motion along the line.

このリアクターの構成は、プッシャー30の適切な設定により、平均流が往復運 動流の上に重ね合わせることができるならば、入口29から出口29′にかけて 、生物材を連続的に通過させるのに用いることができる。This reactor configuration allows the average flow to be driven back and forth by appropriate settings of the pusher 30. If it can be superimposed on the dynamic flow, from the inlet 29 to the outlet 29' , can be used to continuously pass biological material through.

代替方法として、バッチ処理も行なうことができるが、その場合は、ホース29 と29′のバルブ44は閉じられる。Alternatively, batch processing can be performed, in which case the hose 29 and 29' valves 44 are closed.

図9には、もう一つ別の単段リアクターが示されているが、ここでは室22は疎 水製気体転移膜18Aにより、独自の入口と出口39Aと39A′をもつ第一外 室23Aから隔離されるのに対し、室22の反対側は親水性液体転移フィルター 膜18Bにより、独自の入口と出口39Bと39B′をもつ第2外室23Bから 隔離されるよう、配列を組み合わせである。親水性膜は、孔の大きさがほぼ0. 2LLのポリスルホン製ミクロろ過膜であってもよい。これは、培養する生物材 に用いて、室22の生物材に気体を供給したり、そこから気体を除去するのに用 いることもでき、又第2外室23Bを介して、室22の生物材に栄養素を与えた り、生成物を取り出したりするのにも使用できる。中央室22への入口と出口2 9と29′はこの時、バルブ44により密封することができる。Another single stage reactor is shown in Figure 9, where the chamber 22 is sparsely Water-based gas transfer membrane 18A allows the first outside to have its own inlet and outlet 39A and 39A'. isolated from chamber 23A, whereas the opposite side of chamber 22 contains a hydrophilic liquid transfer filter. Membrane 18B allows air to flow from the second outer chamber 23B, which has its own inlet and outlet 39B and 39B'. Combine the arrays so that they are isolated. Hydrophilic membranes have pore sizes of approximately 0. A 2LL polysulfone microfiltration membrane may also be used. This is the biological material to be cultured. It is used to supply gas to and remove gas from the biological material in chamber 22. It is also possible to supply nutrients to the biological material in the chamber 22 via the second outer chamber 23B. It can also be used to remove products. Entrance and exit 2 to central chamber 22 9 and 29' can then be sealed by valve 44.

図10は、連続した2つの段階13Aと13Bをもつりアクタ−を示している。FIG. 10 shows the actor with two successive stages 13A and 13B.

リアクター13Aの膜組織18Aは疎水性膜であり、リアクター13Bの膜組織 18Bは親水性膜である。接合物29Aが、第1段階IAの出口29′を第2段 階13Bの入口29に相互に連結させる。第1段階は生物材の成長を促進する気 体転移のために使用することができ、第2段階は室22へ栄養素を送ったり、そ こから生成物を取り出したりする液体転移のために使用することができる。第2 段階が生成物のろ過にのみ使用される場合、各外室への入口39は密封しても省 略してもよいが、これは出口39′を通してはかされるろ過水のためにだけ必要 だからである。The membrane structure 18A of the reactor 13A is a hydrophobic membrane, and the membrane structure 18A of the reactor 13B is a hydrophobic membrane. 18B is a hydrophilic membrane. The joint 29A connects the outlet 29' of the first stage IA to the second stage It is interconnected to the entrance 29 of floor 13B. The first step is to promote the growth of biological materials. It can be used for body transfer, and the second step is to send nutrients to chamber 22 and It can be used for liquid transfer to extract products from it. Second If the stage is used only for product filtration, the inlet 39 to each outer chamber may be sealed but saved. This may be omitted, but is only necessary for filtered water to be pumped through outlet 39'. That's why.

図11は、積み重なって配置された3段階13A、 13B、13Cを示してお り、各々の中央室22は接続物29Aと29Bにより相互に連結されている。各 段階には異なる機能がある。このように、第1段階13Aは、疎水性膜18Aを 介して気体転移を与えることができる。第2段階13Bには親水性膜18Bがあ り、生物材への栄養素の供給および/または、必要に応じて第1段階に戻すこと のできる、生成物の取り出しに使用される。第3段階13Cにも親水性膜18B があり、生成物を更に成分体に分離するのに使用することができる。ブツシャ− 30はすべて、共通する一対のバー43により作動することができる。Figure 11 shows three stages 13A, 13B, 13C arranged one on top of the other. Each central chamber 22 is interconnected by connectors 29A and 29B. each The stages have different functions. In this way, the first stage 13A covers the hydrophobic membrane 18A. can provide gas transfer via The second stage 13B has a hydrophilic membrane 18B. supply of nutrients to the biological material and/or return to the first stage if necessary. It is used for extracting the product. Hydrophilic membrane 18B also in the third stage 13C can be used to further separate the product into its components. Butsusha 30 can all be actuated by a common pair of bars 43.

培養媒体へのおよび/または培養体からの気体の供給および/または除去、栄養 素の供給および/または除去のための様々なりアクタ−は、”ボルト締め(bo lt−on)”として配列することもできるし、標準発酵槽のように、別のりア クタ−に対する補助として配列することもできる。Supply and/or removal of gases to and/or from the culture medium, nutrients Various actors for the supply and/or removal of It can also be arranged as a ``lt-on'' or as a standard fermenter. It can also be arranged as an auxiliary to the vector.

これらのりアクタ−の使用例をここに幾つか述べる。Some examples of the use of these actuators will now be described.

例」2 図8に示されているリアクターには2つの疎水性ポリプロピレン製 (孔の大きさ0.02μm)の膜があり、厳密に有気性の微生物シュードモナス ・テストステロニ(Pseudomonastestosteronii)のバ ッチ成長に用いられた。微生物は、成長媒体、この場合は栄養素の肉汁、に植え 付けられ、浮遊物がバイオリアクターの中央室22へ無菌状態ではく動により送 り込まれた。入口29と出口29′はこの時閉じられ、2つの疎水性膜18の間 の領域を完全にいっばいにする。蒸発を制限するために湿らせた空気は、出口3 9′に吸引力を加えて2.5リツトルの流量で、外室23において、膜組織を越 えて吸い出された。Example 2 The reactor shown in Figure 8 has two hydrophobic polypropylene The strictly aerobic microorganism Pseudomonas has a membrane with a pore size of 0.02 μm. ・Base of Pseudomonastestosteronii was used for the growth of Microorganisms are planted in a growth medium, in this case a gravy of nutrients. The suspended solids are transferred to the central chamber 22 of the bioreactor by exfoliation under sterile conditions. I was absorbed in it. The inlet 29 and the outlet 29' are now closed, and between the two hydrophobic membranes 18 completely cover the area. Humidified air to limit evaporation is routed through outlet 3 Applying suction force to 9' and using a flow rate of 2.5 liters, the membrane tissue is crossed in the outer chamber 23. It was sucked out.

これにより、酸素を含有する空気を室23へ引き入れると共に、膜18Aを介し た室22への酸素・の転移、および膜18Aを介した室22からの二酸化炭素の 転移の結果できた、酸素のほとんどなくなった、二酸化炭素の多い、残余ガスを 室23から回収した。室22の入口と出口29と29′は、室に入り、細胞に接 触する酸素がすべて、膜組織18Aを通らなけらばならないように、密封される 。室22の細菌性浮遊物は、リアクターの端で、隔壁ポンプを介して3ヘルツで 振動された。システムは、室温20℃〜25℃で操作された。サンプルは、60 0nmで吸収度の増大を測定することにより、成長をモニターする過程で一定時 間ごとに取り除かれた。室22の量で減った分は、入口29に取り付けられた無 菌媒体の入ったシリンジから補充された。This draws air containing oxygen into the chamber 23 and allows it to flow through the membrane 18A. transfer of oxygen to chamber 22 and transfer of carbon dioxide from chamber 22 through membrane 18A. The residual gas, which is almost depleted of oxygen and rich in carbon dioxide, resulting from the transition. Collected from room 23. The inlet and outlet 29 and 29' of chamber 22 enter the chamber and contact the cells. It is sealed so that all oxygen that comes in contact with it must pass through the membrane structure 18A. . The bacterial suspension in chamber 22 is pumped at the end of the reactor via a septum pump at 3 Hz. vibrated. The system was operated at room temperature of 20°C to 25°C. The sample is 60 At certain times during the process the growth is monitored by measuring the increase in absorbance at 0 nm. removed from time to time. The amount reduced by the amount of chamber 22 is replaced by the Refilled from a syringe containing bacterial medium.

このバイオリアクター・システムの微生物の成長速度は、同じ温度での振どうフ ラスコ培地中の標準的な微生物の成長条件のもとで観察されたものと等しかった 。このことは、バイオリアクター内の細胞培養は、十分に酸素化され、気体転移 の速度により制限を受けなかったことを示している(図12参照)。バイオリア クター内で起こっている細胞の成長が十分な曝気によるものであったことを確か めるために、同一の条件と同じ微生物を用いて実験を繰り返したが、外室23の 空気の流れは、一定の流れの窒素で代用した。図12を見るとわかるように、こ れらの条件下では非常に限られた成長が見て取れ、酸素の制限がかなり厳しいも のであったことを示している。The growth rate of microorganisms in this bioreactor system is was equivalent to that observed under standard microbial growth conditions in Lasco medium. . This means that the cell culture in the bioreactor is well oxygenated and gas transfer This shows that there was no restriction due to the speed of (see Figure 12). bioria to ensure that the cell growth occurring in the vector was due to adequate aeration. In order to confirm the results, the experiment was repeated using the same conditions and the same microorganisms, but Air flow was replaced by a constant flow of nitrogen. As you can see in Figure 12, this Very limited growth was observed under these conditions, even though oxygen limitations were quite severe. This shows that it was.

皿ユ 図9に示されている、気体転移疎水性膜1つと液体転移親水性膜1つをもつバイ オリアクターの構成が用いられた。この特別な例では、リアクターの配向は、親 水性である上部膜18Bと、疎水性である下部膜18Aと共にあった。Sarayu A bilayer with one gas transfer hydrophobic membrane and one liquid transfer hydrophilic membrane is shown in Figure 9. An reactor configuration was used. In this particular example, the reactor orientation is There was an aqueous upper membrane 18B and a hydrophobic lower membrane 18A.

試験微生物は、シュードモナスspで、厳密に好気性の細菌であった。炭素と窒 素の唯一の源であるスクシノニトリル(succinonitrile) (2 0mM)と共に、簡単に定義された成長媒体が用いられ、その他の条件はすべて 、空気を室23Aのみを通して抜き、室22には微生物に成長媒体を加えたもの を入れ、室23Bには成長媒体のみを入れた他は、例1で用いられたのと同じと した。The test microorganism was Pseudomonas sp, a strictly aerobic bacterium. carbon and nitrogen Succinonitrile (2 A simply defined growth medium was used with 0mM) and all other conditions were , air was removed only through chamber 23A, and chamber 22 contained microorganisms and growth medium. the same as that used in Example 1, except that only the growth medium was placed in chamber 23B. did.

バイオリアクター内の微生物の成長速度はモニターされ、同一の静止培養と比較 した。微生物の成長は、静止培養においてはゆっくりとしており、限られた酸素 しか用いることができなかったが、バイオリアクターにおける成長速度は、標準 的な微生物の成長条件のもとに得られた結果に等しく、かなり早かった(図13 参照)。The growth rate of microorganisms within the bioreactor is monitored and compared to an identical static culture. did. Microorganisms grow slowly in static cultures, with limited oxygen. However, the growth rate in the bioreactor was The results were comparable to those obtained under typical microbial growth conditions and were much faster (Figure 13 reference).

例1では、2つの疎水性膜をもつバイオリアクターにおける成長には酸素の制限 がなかったことが見て取れ、例2でも、疎水性膜を1つだけ用いても、酸素の制 限がなかったことが見て取れる。In Example 1, oxygen is limited for growth in a bioreactor with two hydrophobic membranes. It can be seen that there was no oxygen control in Example 2, even if only one hydrophobic membrane was used. It can be seen that there is no limit.

丑ユ 例2で用いたようなバイオリアクターの構成は、例3では、微生物の成長時に生 まれる生成物の蓄積をモニターするのに用いられた。リアクターの室22は、栄 養素の肉汁についての成長時にバイオシアニン(pyocyanine)を出す ことで知られる細菌、シュードモナス・イアルジノサ(Pseudomonas  aeru 1nosa) (7)一種を植え付けた栄養素の肉汁媒体で満たし た。バイオシアニンは、バッチ成長の後の段階に向かって蓄積するこの微生物に より二次代謝産物として出される、緑青色の色素である。空気は、気体転移膜1 8Aを通過させ(つまり室23Aを通って)、室23Aは栄養素の肉汁の滅菌し た300 mjのたまりに接続された。この媒体を、毎分2mlで室23A中を 連続的に循環させた。バイオシアニンの生成は、室22を通過する流体の吸収度 における増大分によりモニターした。室22に含まれる微生物の出すバイオシア ニンは、外部ループ内に蓄積する、親水性液状転移膜18Bに浸透することがで きた(図14参照)。Ushiyu The configuration of the bioreactor as used in Example 2 was used in Example 3 to was used to monitor product accumulation. Reactor chamber 22 is Biocyanin (pyocyanine) is released during growth regarding nutritional juices The bacterium known as Pseudomonas yalginosa aeru 1nosa) (7) Fill with gravy medium of nutrients planted with one species Ta. Biocyanin acts on this microorganism accumulating towards later stages of batch growth. It is a green-blue pigment produced as a secondary metabolite. Air is a gas transfer membrane 1 8A (i.e. through chamber 23A), chamber 23A is used to sterilize the nutrient broth. It was connected to a 300mj reservoir. This medium was pumped through chamber 23A at 2 ml per minute. circulated continuously. The production of biocyanin depends on the degree of absorption of the fluid passing through the chamber 22. This was monitored by the increase in . Biosia produced by microorganisms contained in chamber 22 Nin is able to penetrate the hydrophilic liquid transition membrane 18B, accumulating in the outer loop. (See Figure 14).

それゆえ、バイオリアクターは、成長時に生み出される細胞の微生物の生成物を 蓄積するのに使用することができる。細胞質は液体転移膜18Bにより保留され 、生成物とは分離される。同時に、疎水性膜18Aを通って気体転移により、酸 素が供給される。Therefore, bioreactors can absorb the products of cellular microorganisms produced during growth. Can be used to accumulate. The cytoplasm is retained by the liquid transfer membrane 18B. , separated from the product. At the same time, acid is transferred through the hydrophobic membrane 18A by gas transfer. element is supplied.

例」。example".

例2と例3で用いたバイオリアクターの構成を再び利用した。条件は前述した通 りとした。微生物ノカルジア・ロードクロス(Nocardia rhodoc  rous) L Lloo−21を、バイオリアクターの室22でバッチ成長 させ、成長基質は、アセトニトリル(acetonitrile)(20mM) である、炭素と窒素の唯一の源として供給した。The bioreactor configuration used in Examples 2 and 3 was again utilized. The conditions are as described above. It was refreshing. Microorganism Nocardia rhodoc rous) Lloo-21 was grown in batches in chamber 22 of the bioreactor. The growth substrate was acetonitrile (20mM). provided the sole source of carbon and nitrogen.

液状転移膜18Bの上にある、バイオリアクターの室23Bは、室22内で微生 物をバッチ成長させる間、密閉した。The chamber 23B of the bioreactor, located above the liquid transition membrane 18B, contains microorganisms within the chamber 22. Closed while growing things in batches.

成長は、前述した通りにモニターした。Growth was monitored as described above.

ノカルジア・ロードクロス(Nocardia rhodochrous)L  L 100−21は、アセトニトリルを、炭素と窒素の唯一の源としての成長基 質として活用できることで知られている。微生物は、ビニル・ニトリル・アクリ ロニトリル(vinylic n1trile acrylonitrile  )を加水分解することができ、これをアクリル酸に変換できるが、この酸性生成 物を活用することはできない。従って、300mjの量の外部ループに、アクリ ロニトリル20 m Mを供給し、アンモニアの解放とアクリル酸の形成をモニ ターした。アセトニトリル上の微生物の成長は、吸収度が0.6になるまでモニ ターされた。アクリロニトリル(20mM)を含む外部ループをここで接続し、 室22内に正の圧力を保ってバイオリアクターの膜が壊れないようにするために 、5〜10mmHgの誘導・背圧をかけて、3、5mj/minで循環させた。Nocardia rhodochrous L L 100-21 uses acetonitrile as a growth substrate as the sole source of carbon and nitrogen. It is known that it can be used as a quality. Microorganisms are vinyl, nitrile, and acrylic. Lonitrile (vinylic n1trile acrylonitrile) ) can be hydrolyzed and converted to acrylic acid, but this acidic production You can't use things. Therefore, in the outer loop with an amount of 300 mj, Supply 20 mM of lonitrile and monitor the release of ammonia and the formation of acrylic acid. I tarred. Microbial growth on acetonitrile was monitored until the absorbance was 0.6. was tarred. Connect the external loop containing acrylonitrile (20mM) here; In order to maintain a positive pressure within the chamber 22 to prevent the bioreactor membrane from breaking. , an induction/back pressure of 5 to 10 mmHg was applied, and circulation was performed at 3.5 mj/min.

8時間以内に、すべてのアクリロニトリルがアクリル酸に生体内変換された(図 15.16参照)。それゆえ、バイオリアクターは、生体内変換を行なうのに用 いることができろ。この特別な例では、300+nff1の量のアクリロニトリ ル(20mM)から300+njの量のアクリル酸(20mM)に100%の変 換ができ、細胞分離の必要はなかった。Within 8 hours, all acrylonitrile was biotransformed to acrylic acid (Figure 15.16). Therefore, bioreactors can be used to perform biotransformations. Be able to be there. In this particular example, an amount of acrylonitrile of 300+nff1 (20mM) to 300+nj amount of acrylic acid (20mM). There was no need for cell separation.

維持媒体を追加したり、室22で更に成長を開始すれば、システムの連続運転を 可能にする生体内変換を行なう細胞の能力を十分に引き延ばすことができるであ ろう。もちろんこれは、研究中の細胞培養システムにかかっている。Adding maintenance medium or initiating further growth in chamber 22 allows continuous operation of the system. The ability of cells to undergo biotransformation can be fully extended. Dew. This, of course, depends on the cell culture system being studied.

五二 例2〜4で用いたバイオリアクターの構成を、小型の培養容器として利用した。Fifty-two The bioreactor configuration used in Examples 2-4 was utilized as a small culture vessel.

厳密に、好気性の微生物、シュードモナスsp(Pseudomonas sp )を、入口29と出口29′を初めに密封した室22で培養した。成長基質は、 炭素と窒素の唯一の源としてスクシノニトリル(succinonitrile )(20mM)とした。成長の静止段階に入った時、スクシノニトリル(20m M)を含んでいる新鮮な媒体は、入口29を介して室22へと連続的には(動で 送り出され、細胞を含んでいる流体は、出口29′を介して、毎時0、125の 希釈率を伴い、毎分2.5mjの流量で除去される(図17参照)。A strictly aerobic microorganism, Pseudomonas sp. ) was cultured in chamber 22 with the inlet 29 and outlet 29' initially sealed. The growth substrate is Succinonitrile (succinonitrile) as the sole source of carbon and nitrogen ) (20mM). When entering the stationary stage of growth, succinonitrile (20 m Fresh medium containing M) is continuously (dynamically) introduced into the chamber 22 via the inlet 29. The fluid being pumped out and containing cells is passed through outlet 29' at a rate of 0.125 hr. It is removed at a flow rate of 2.5 mj/min with a dilution rate (see Figure 17).

連続培養が、この場合は50時間運転されて、難なく達成されたが、このことに より、バイオリアクターを小型連続培養システムとして使用できることがわかる 。Continuous culture, in this case operated for 50 hours, was achieved without difficulty; This shows that the bioreactor can be used as a small continuous culture system. .

本発明には、下記をはじめとする多くの使用法の可能性がある。The invention has many potential uses, including:

1、微生物の細胞(細菌、イースト菌、かび、藻、ビースルを含む)の培養、ま たはそのような細胞の非成長条件下での活用。1. Cultivation of microbial cells (including bacteria, yeast, mold, algae, and beetle); or the utilization of such cells under non-growth conditions.

2、植物細胞の培養、またはそれらの非成長条件下での活用。2. Cultivation of plant cells or their utilization under non-growth conditions.

3゜動物細胞(ワクチン抗体または単クローン性抗体の生成物やその他の生成物 を含む)の培養、またはそれらの非成長条件下での活用。3゜Animal cells (products of vaccine antibodies or monoclonal antibodies and other products) ) or their utilization under non-growth conditions.

4、酵素反応体として、または生きている細胞から派生させたその他の構成要素 を用いる反応体として。4. Other components derived as enzymatic reactants or from living cells as a reactant using.

5、生物材および生成物の純化、濃縮(例えば、脱塩、成長媒体の除去、代謝産 物の除去)、回収。5. Purification and concentration of biological materials and products (e.g. desalination, removal of growth media, metabolic products removal of objects), recovery.

6、タンパク質、ペプチド、ヌクレオチド、抗体、その他の生物細胞成分といっ た生成物、またはアミノ酸、抗生物質または細胞外酵素、その他の生成物の回収 のため。6. Proteins, peptides, nucleotides, antibodies, and other biological cell components. or recovery of amino acids, antibiotics or extracellular enzymes, and other products. for.

時 P^ 国際調査報告 1+l#nv116Rjl^o11iI”菅−xa、PCT/GB871008 64国際調査報告 GB 8700864 SA 19598Time P^ international search report 1+l#nv116Rjl^o11iI” Suga-xa, PCT/GB871008 64 International Search Report GB 8700864 SA 19598

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)細胞または細胞の断片や酵素を培養する方法、またはそれらの反応におけ る利用法で、ここでその生物材は、第1室で空洞(42)の反復性整列の形をと る疎水性気体転移膜(18A)により第2室(23A)から隔離される第1室( 22)内にあり、又生物材を浸す液状媒体は、液体が空洞内で渦巻となるように 空洞の整列に沿って第1室にはく動で送り込まれ、更に培養または反応を促進す る気体は、膜組織を通って第2室から液状媒体へ通過する。(1) Methods for culturing cells or cell fragments and enzymes, or in their reactions in which the biological material takes the form of a repeating array of cavities (42) in the first chamber. The first chamber (23A) is separated from the second chamber (23A) by a hydrophobic gas transfer membrane (18A). 22) The liquid medium in which the biological material is immersed is such that the liquid swirls within the cavity. It is sent by exfoliation into the first chamber along the alignment of the cavities, and further promotes the culture or reaction. The gas passes from the second chamber through the membrane to the liquid medium. (2)培養または反応が、液状媒体から膜組織(18A)を通って第2室(23 A)へ通過する老廃ガスを出す、請求項1に従った方法。(2) The culture or reaction passes from the liquid medium through the membrane tissue (18A) to the second chamber (23 A method according to claim 1, wherein the waste gas is passed to A). (3)培養または反応が連続的に行われ、培養または反応時に消費される必要な 栄養素または反応体が、第1室の液状媒体に供給される、請求項1あるいは請求 項2に従った方法。(3) The culture or reaction is carried out continuously, and the necessary materials consumed during the culture or reaction are Claim 1 or claim 1, wherein the nutrients or reactants are supplied to the liquid medium of the first chamber. Method according to Section 2. (4)第1室で空洞(42)の反復性整列の形をとる疎水性気体転移膜(18A )により第2室(23A)から隔離される第1室(22)から構成されるバイオ リアクターで、細胞または細胞の断片や酵素からなる生物材、またはそのような 生物材を固定化するような第1室にある手段を有し、又第1室内の液状媒体を空 洞の整列に沿ってはく動で送り出し、液体が空洞内で渦巻となるような手段(2 7)を有し、かつ気体またはその前駆物質を第2室に供給する手段(39)を有 する、前述した請求項のいずれかに従った方法を行なうためのバイオリアクター 。(4) a hydrophobic gas transfer membrane (18A) in the form of a repetitive alignment of cavities (42) in the first chamber; ) consists of a first chamber (22) separated from a second chamber (23A) by The reactor contains biological material consisting of cells or cell fragments and enzymes; means in the first chamber for immobilizing the biological material and for emptying the liquid medium in the first chamber; A method (2 7) and comprising means (39) for supplying the gas or its precursor to the second chamber. A bioreactor for carrying out a method according to any of the preceding claims. . (5)第1室(22)が、浮遊固形分または室壁のライニングといった固定化手 段を含む、請求項4に従ったバイオリアクター。(5) The first chamber (22) contains immobilized solids such as suspended solids or lining of the chamber walls. A bioreactor according to claim 4, comprising a stage. (6)第3室(22)内の液体の処理から構成される手段で、第3室で空洞(4 2)の反復性整列の形をとる親水性液体転移膜(18B)により第4室(23B )から隔離される第3室を有し、液体が空洞内で渦巻を作るようにこの空洞の整 列を越えて第3室内の液体をはく動で送り出し、これにより液体の1つまたはそ れ以上の構成要素が液体転移膜を通ってろ過される、細胞または細胞の断片や酵 素からなる生物材の培養、あるいはそれらの反応における使用の結果として現わ れる液状媒体をろ過する手段とを有することを特徴とする方法。(6) Means consisting of the treatment of liquid in the third chamber (22), in which the cavity (4 2) by a hydrophilic liquid transfer membrane (18B) in the form of a repetitive alignment of the fourth chamber (23B). ), and the arrangement of this cavity is such that the liquid swirls within the cavity. The liquid in the third chamber is pumped across the column, thereby causing one or more of the liquids to Cells or cell fragments and enzymes in which more than one component is filtered through a liquid transfer membrane. as a result of the cultivation of biological materials consisting of the elements or their use in reactions. and means for filtering the liquid medium. (7)第3室が、第1室と共通あるいは、第1室と連続している、請求項1〜3 のいずれかに従った方法で、かつ請求項6に従った方法(図9〜11参照)。(7) Claims 1 to 3, wherein the third chamber is common to the first chamber or continuous with the first chamber. and according to claim 6 (see Figures 9-11). (8)第1室および/または第3室内のはく動流が、その室を流れる平均流を伴 う逆流である、請求項1,2,3,6,または7に従った方法。(8) The exfoliating flow in the first chamber and/or the third chamber is accompanied by an average flow flowing through that chamber. 8. A method according to claim 1, 2, 3, 6, or 7, wherein the method is reflux. (9)第1室(22)を第2室(23A)から隔離する、疎水性気体転移膜(1 8A)と、第1室(23)または第1室と連絡させることのできる第3室を第4 室(22B)から隔離する、親水性液体転移膜(18B)の両方を有するバイオ リアクターで、少なくとも請求項6に従った方法を行なうための、請求項4また は5に従っているバイオリアクター。(9) Hydrophobic gas transfer membrane (1) separating the first chamber (22) from the second chamber (23A) 8A) and the first room (23) or the third room that can be connected to the first room is the fourth room. A bio-transfer membrane (18B) with a hydrophilic liquid transfer membrane (18B) separating it from the chamber (22B). Claim 4 or for carrying out the method according to at least claim 6 in a reactor. is a bioreactor according to 5. (10)空洞が、一列のディンプル(42)または一列の横に並んだ溝となって いる、請求項4,5,または9のいずれかに従っているバイオリアクター。(10) The cavity forms a row of dimples (42) or a row of horizontal grooves. 10. A bioreactor according to any of claims 4, 5, or 9.
JP63500083A 1986-12-02 1987-12-02 Bioreactors and their uses Withdrawn JPH02501110A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB8628724 1986-12-02
GB868628724A GB8628724D0 (en) 1986-12-02 1986-12-02 Bioreactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02501110A true JPH02501110A (en) 1990-04-19

Family

ID=10608273

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63500083A Withdrawn JPH02501110A (en) 1986-12-02 1987-12-02 Bioreactors and their uses

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0334869A1 (en)
JP (1) JPH02501110A (en)
GB (1) GB8628724D0 (en)
WO (1) WO1988004318A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8725636D0 (en) * 1987-11-02 1987-12-09 Bellhouse Brian John Transfer membrane apparatus
FR2647118A1 (en) * 1989-05-22 1990-11-23 Gourdon Pierre Modular cytogenerator
GB8920545D0 (en) * 1989-09-11 1989-10-25 Bellhouse Techn Ltd Driving device for a vortex mixing apparatus

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6074734A (en) * 1983-09-30 1985-04-27 Nec Corp Radio selective calling receiver with display function

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1128181A (en) * 1965-01-20 1968-09-25 Goran Heden An apparatus for dialysis, heat exchange or gas exchange
GB1442754A (en) * 1972-06-28 1976-07-14 Nat Res Dev Apparatus for and method of effecting heat or mass transfer berween fluids
DE2726313C3 (en) * 1977-06-10 1980-02-07 Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt Process for the in vitro biosynthesis of hormones, in particular of insulin
GB1592771A (en) * 1977-09-15 1981-07-08 Bellhouse F H Apparatus for heat or mass transfer
JPH0122801B2 (en) * 1978-11-08 1989-04-27 Burian Joon Beruhausu
AU2336684A (en) * 1982-12-07 1984-07-05 Bellhouse Brian John Transfer membrane apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6074734A (en) * 1983-09-30 1985-04-27 Nec Corp Radio selective calling receiver with display function

Also Published As

Publication number Publication date
EP0334869A1 (en) 1989-10-04
WO1988004318A1 (en) 1988-06-16
GB8628724D0 (en) 1987-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7298054B2 (en) Disposable bioprocess systems that support bioactivity
Feder et al. The large-scale cultivation of mammalian cells
US7033823B2 (en) Cell-cultivating device
US7531351B2 (en) Liquid-gas-phase exposure reactor for cell culturing
US4897359A (en) Apparatus for oxygenating culture medium
CN103865792B (en) A kind of circulating fermentable reaction and feed liquid isolation integral equipment
JPS62502376A (en) Reactor for culturing biological materials such as fixed cells
EP1923461A1 (en) A bioreactor
AU778141B2 (en) Method for cultivating cells, a membrane module, utilization of a membrane module and reaction system for cultivation of said cells
CA2568646A1 (en) Liquid/gas phase exposure reactor for cell cultivation
US9102910B2 (en) Bioreactor
JPH02501110A (en) Bioreactors and their uses
Heath et al. Membranes and bioreactors
WO2014209935A2 (en) Floating photobioreactor system comprising a floating photobioreactor and an integrated paddle wheel and an airlift and methods of use
Kaur et al. Industrial Bioreactors for Submerged Fermentations
WO2017101096A1 (en) Combined bioreactor bin applicable to perfusion culture
CN203820791U (en) Integrated circulating-type microbial fermentation reaction and feed liquid separation device
JPS63240774A (en) Bioreactor
US20080138891A1 (en) Small scale cell culture container
CA1210719A (en) Method of immobilizing enzymes
US20190194587A1 (en) Floating horizontal tubular photobioreactor system with integrated manifolds for housing pumping and process monitoring and control devices
Hartmeier et al. Reactors for Immobilized Biocatalysts
SU1710573A1 (en) Apparatus for culturing microorganisms
JPH0279966A (en) Biorector system
JPS62253370A (en) Bioreactor

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees